Влияние малоновой кислоты на качество мяса и активность сукцинатдегидрогеназы у цыплят-бройлеров при темновом стрессе

Нами ранее было показано [6], что при воздействии на цыплят-бройлеров полной темнотой троекратно с двумя перерывами у птиц в грудной мышце отмечалось повышение содержание аминокислоты гидроксипролина (ГПРО) с незначительным снижением концентрации триптофана (ТРИ), что привело к статистически значимому уменьшению отношения ГПРО/ТРИ, являющегося важнейшим индикатором качества мяса и называемого часто коэффициентом биологической полноценности (КБП) этого животного продукта [4].

Согласно развиваемой нами концепции, основные положения которой были опубликованы в основных периодических изданиях сельскохозяйственной науки [3,7], темновой стресс, являющийся удобным и хорошо воспроизводимым типом любых промышленных стрессов, повседневно наблюдаемых в промышленном птицеводстве, сопровождается гиперактивацией фермента сукцинатдегидрогеназы (СДГ). Гиперак- тивация СДГ, в свою очередь, приводит к резкому повышению вклада сукцинатоксидазного типа метаболизма с усиленной генерацией активных форм кислорода и развитием окислительного стресса [4], который включается в механизмы классической стрессовой реакции (по Г. Селье), усугубляя ее течение и прогноз, приводя в итоге к снижению продуктивности сельскохозяйственных животных, в особенности птиц.

Исходя из этого, мы полагали, что нормализация, но не полное подавление, активности СДГ при стрессе малоновой кислотой, которая является конкурентным ингибитором этого фермента, окажет позитивный эффект на течение классического и окислительного стресса, а это закономерно отразится на улучшении физиологического состояния птицы, корма и ее продуктивности.

Известно также, что течение стрессовой реакции сопровождается различными наруше- ниями в микроциркуляторном русле [5], а это закономерно приводит к биоэнергетической гипоксии и анаэробному сдвигу метаболизма [1]. В свою очередь, гипоксические условия создают благоприятные предпосылки для активации биосинтеза коллагена и формирования избыточных соединительнотканных структур [2], которые снижают потребительские и биологические свойства мяса как продукта питания.

В связи с этим целью явилось дальнейшее изучение влияние малоновой кислоты на качество мяса цыплят-бройлеров при темновом стрессе (Сергиев Посад, 2009).

Материал и методы

Исследования были проведены на 16-дневных цыплятах-бройлерах кросса Гибро-6, которые выращивались в птицеводческом хозяйстве одного из учреждений ФСИН около г. Иркутска с соблюдениями рекомендаций авторов кросса по режиму содержания и кормления этих птиц.

Из 24 цыплят было сформировано три группы по 8 голов в каждой: 1) интактные животные, содержавшиеся при световом режиме 21С:3Т; 2) цыплята, подвергшиеся воздействию полной темноты троекратно с режимом 21С:3т; 3) птицы, перенесшие темновой стресс и дополнительно получавшие с кормом в среднем 35 мг малоновой кислоты квалификации «ЧДА» на одну голову в сутки.

По окончании эксперимента бройлеров забивали декапитацией, после измельчения грудных и бедренных мышц из них отбирали среднюю аликвотную пробу (1 – 4 г) и в пробирках с притертыми пробками подвергали их гидролизу в течение 24 ч в сухожаровом шкафу при температуре около 11є С. В качестве гидролизующих реагентов для ТРИ и ГПРО использовали соответственно 3 М NaOH и 6 N HCl c добавлением небольшого количества муравьиной кислоты (для полноты гидролиза). После окончания гидролиза и нейтрализации растворов в них проводили определение триптофана и гидроксипролина по стандартным методам, рекомендуемым Л.В. Антиповой и др. [1]. Качество мяса исследуемых мышц, их биологическую полноценность (КБП) определяли по отношению количества триптофана к гидроксипролину [10, 14], причем концентрация последнего отражает содержание в мышцах коллагена, отличающегося практически полным отсутствием некоторых незаменимых аминокислот.

Из оставшейся части мышечной ткани получали 10%-ный забуференный трис-HCl-буфером (рН 7,40) сахарозный гомогенат, в котором определяли активность СДГ по восстановлению феррицианида калия в присутствии КСN, препятствующему оттоку электронов на естественные акцепторы [13]. Интенсивность окраски не прореагировавшего красителя определяли спектрофотометрически при 420 нм.

Полученные результаты обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента, причем разность средних считали значимой при Р≤0,05.

Результаты и их обсуждение

Как видно из табл. 1, темновая депривация молодых цыплят приводит к ухудшению качества мясной продукции, объективно оценивающейся по величине коэффициента биологической полноценности, который статистически значимо снижается в грудной мышце на 16,7%. Для проб, полученных из бедренной мышцы, соотношение триптофана к гидроксипролину статистически значимо снижается на 24,9%.

Снижение величины КБП происходит параллельно с повышением активности СДГ, которое превышает контрольный уровень в грудной мышце и мышцах соответственно на 79,8 и 62,8% (Р< 0,001). Любопытно отметить, что исходный уровень активности этого фермента трикарбонового цикла в бедренной мышце существенно превышает этот показатель в грудной мышце, что, вероятно, объясняется физиологическими особенностями домашних птиц, которые практически не пользуются крыльями и у которых система кровоснабжения и мышечной биоэнергетики не приспособлена к выполнению значительной работы.

Добавление в корм малоновой кислоты на фоне трехкратного затемнения, как это следует из таблицы, сопровождается сохранением величины КБП в средних пробах грудной и бедренной мышц (Р > 0,05). Сохранение указанной величины при темновом стрессе наблюдается одновременно со снижением до контрольного уровня активности СДГ (отклонения статистически не значимы). На тесную взаимосвязь между двумя изученными показателями (значения КБП и активности СДГ) в процессе проведения моделирования стрессового воздействия указывает и сильная отрицательная корреляционная зависимость, рассчитанная для разных групп по Спирмену (R =- 0,870 ± 0,26; P < 0,01).

Таблица 1

Влияние малоновой кислоты на коэффициент биологической полноценности (КБП) и активность сукцинатдегидрогеназы (СДГ) мышц цыплят бройлеров при темновом стрессе, М ±m

*представлены среднеарифметические из 8 определений в каждой группе

**активность фермента выражена в нмолях в мин на г ткани

Анализ полученных результатов еще раз подтверждает значение гиперактивации СДГ не только как фундаментального явления, изученного исследователями отечественной школы биоэнергетиков под руководством М.Н. Кондрашовой [9], но и факта, который нельзя не учитывать в практической деятельности по промышленному выращиванию животных и в особенности птиц, характеризующихся высокой стресс-чувствительностью к нарушению разнообразных факторов (температура, влажность, состав воздуха, плотность посадки, фронт кормления и поения, социальная иерархия, транспортировка, шум и др.).

Как следует из результатов наших исследований, резкое нарушение светового режима вызывает глубокие метаболические изменения в организме птиц, которые затрагивают такие процессы, как биосинтез плотного и малоценного белка коллагена, повышенное образование которого негативно оценивается потребителями такого деликатного продукта, каким является куриное мясо.

Как мы уже отмечали выше, ускорение биосинтеза коллагена усиливается при снижении кислородного обеспечения тканей, обусловленного, в свою очередь, сосудистыми и микросо-сосудистыми факторами, которые проявляют свои патогенные влияния при развитии стрес-сорной реакции. Вместе с тем в последнее время появились работы [12], согласно результатам которых образование коллагеновых структур, замещающих высокоспециализированные ткани, активируется и при окислительном стрессе, возникающем в результате дисбаланса между оксидантными и антиоксидантными системами. В контексте использованной нами модели стрессового воздействия на цыплят-бройлеров окси- дантным фактором будет служить резкое повышение активности фермента, окисляющего янтарную кислоту (СДГ), приводящее к переносу четырех электронов, не только естественный акцептор (флавины), но и их отвлечение на образование радикальных частиц, формирующих затем активные формы кислорода (гидроксильный радикал, пероксид водорода, супероксид-анион и др.). Последние запускают процессы перекисного окисления липидов, окислительную модификацию белков, деградацию нуклеиновых кислот, повреждение мембранных структур и связанных с ними ферментов.

В связи с указанными выше теоретическими представлениями и нашим опытом по использованию органических кислот естественного происхождения в качестве кормовой добавки мы пришли к твердому убеждению о несомненном вреде бесконтрольного применения сукцината, который в высоких концентрациях может вызвать гиперактивацию СДГ и нежелательные изменения метаболизма вплоть до развития окислительного стресса с деструктивным воздействием на клеточные структуры. Рассмотрение янтарной кислоты как энергетического фактора также не выдерживает никакой критики: количество сукцината, которое животное получает в течение суток, исходя из современных рекомендаций птицеводов (50-100 мг на кг живой массы) обеспечивает не более 0,1% потребности животного в энергии.

Таким образом, полученные нами результаты однозначно свидетельствуют о благоприятном эффекте подавления сдерживания активности фермента, дегидрирующего янтарную кислоту в цикле Кребса,в условиях темнового стресса. Механизм положительного влияния малоната на качество мяса грудных и бедренных мышц в ус- ловиях стрессорного воздействия, по всей вероятности, включает в себя цепочку молекулярных и системных событий, в которых участвуют СДГ, активные формы кислорода и другие оксиданты, факторы антиоксидантной защиты, система макро- и микроциркуляции и гипоксическая активация биосинтеза коллагена. Весьма примечательно, что широко применяемая в животноводстве как кормовая добавка фумаровая кислота, согласно нашим данным [8], обладает малонатподобным эффектом.